Стенд для диагностирования технического состояния агрегатов трансмиссии транспортных средств Советский патент 1988 года по МПК G01M13/02 

О)

о

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения технического состояния агрегатов (многоступенчатых коробок передач, задних мостов) трансмиссии транспортных средств. Целью изобретения является снижение трудоемкости процесса диагностирования за счет информации о техническом состоянии отдельной ступени диагностир уемо- го агрегата без его разборки. Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен узкополосным фильтром 9, схемой 10 обработки сигналов узкополосного фильтра, схемой 11 сравнения, схемой 13 отображения, программным блоком 14, блоком управления приводным электродвигателем и блоком 16 управления тормозом. Скорость вращения приводного электродвигателя 1 изменяется таким образом, чтобы частоты зубцовых гармоник всех ступеней последовательно становились равными частоте настройки узкополосного фильтра 9, сигнал с выхода которого используется для диагностирования соответствующей ступени трансмиссии. 3 з.п. ф-лы, 2 ил. (О

Фиг.1

1,U

Изобретение OTHOCI-ITCH к испытательной технике и может быть использовано в транспортном MarnHHocTpoenrai для диагностирования агрегатов (коробок передач, задз;них мостов) трансмиссий транспортных средств (тракторов, автомобилей) ,

Цель изобретения - с,н1-1жение трудо емкости при диагностировании многоступенчатых агрегатов трансмиссий транспортных средств получения информации о техническом состоян,ни отдельной ступени диагностируемого агрегата без его разборки.

На фиг„1 изображена структурная схема предлагаемого стенда| на фиго2 кинематическая схема стенда.

Стенд содер55к:т приводной электродвигатель 15 кинемат1-гчески соединенный с вгсодныт-г взлом 2. диагностируемо

го агрегата 3 4g кинематгтчес ки соединенньй с выходным валом 5 диагностируемого агрегатаэ преобразователь 6 (датчик угловых ускорений) механическг-тх колебаний в электри-чес- кий сигнал5 установленный на вькод ном валу 5 диагностируемого агрегата 3j, датчик 7 угловой скорости вращения;, кинематически соединенный с входньи валом 2 диагностируемого аг™ регата 3 схему 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения, подк.пючен1Г5.по к выходу датчика 7 угловой скорости враще1ШЯ5 узкополосньш фильтр 9j вход которого соединен с выходом преобразователя 6 механических колебаний в электрический сигнал j схему 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9, информационный вход которой соединен ,с выходом узкополосного фильтра 9 схему 11 сравнения, один вход которой соединен с выходом схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения5 задающий блок 12 выход которого соединен с ДРУГИЕ входом схемы 11 сравнения э схему 13 отображения5 информационный вход которой соединен с выходом схемы 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9, программный блок Н, блок 15 управления приводным . электродвигателем 1 и блок 16 управления тормозом 4, Выход схемы 11 сравнения соединен с управляющими входами блока 15 управления приводным электродвигателем 1 и программного блока 14J командный вход которого соединен с входом- Пуск стенда ад-ресные входы задающего блока 12, схемы 13 отображения соединены между собой и с соответствующими адресными выходами программного блока 14, ко- мавдный вход блока 15 управления приводным электродвигателем 1 соединен с первым управляющим выходом программного блока 14, командньш вход блока

0

5

0

5

0

0

16 управления тормозом 4 соединен с вторым управляющим выходом программного блока 14, управляющий вход схемы 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9 соединен с времязада- ющим выходом программного блока 14 и синхронизирующий вход схемы 13 отображения соединен с синхронизирующим выходом программного блока 14.

Стенд работает следующим образом.

Предварительно на выходах задающего блока 12 последовательно устанавливается число N в двоичном коде5 которое соответствует угловой скорости вращения входного вала передачиэ 5 при которой зубцовая частота какой- либо пары передачи совпадает с частотой настройки узкополосного фт-шьт- ра 9.

В исходном состоянии приводной 0 электродвигатель 1 и тормоз 4 отклю- че1-1Ы, На выходе датчика 7 угловой скорости и преобразователя 6 механических колебаний в электрический сиг нал сигналы отсутствуют.

При работе сигнал Пуск поступает на командный вход програг- - много блока 14, откуда сигналы с уровнем логической единицы поступаютj соответственно, на: командные входы блока 15 управления приводным электродвигателем 1 и блока 16 управления тормозом 4,

Сигнал с уровнем логической еди™ ницы, поступающий на командный вход блока 15 управления; подключает сеть к статорным обмоткам приводного электродвигателя 1,

Однако вращения приводного электродвигателя 1 не происходитэ т,е. его роторные обмотки разомкнуты

Сигнал с уровнем логической единицы, поступающий на командный: вход блока 16 управления тормозом 4, включает тормоз 4. Сигнал с уровнем логической единшда поступает на первый адресный вход программного блока 14, который соединен с первыми адресными входами задающего блока 12 и схемы 13 отображения. При появлении на пер-.

10

20

BOM адресном входе задаюгцего блока 12 сигнала с уровнем логической единицы на выходе задающего блока 12 устанавливается параллельный двоичньп код N,, соответствующий значению угловой скорости вращения входного вала диагностируемой многоступенчатой механической коробки 3 передач, при которой диагностируются шестерни первой ступени. Этот код поступает на второй вход схемы 11 сравнения.

Так как ротор приводного электродвигателя 1 неподвилсен, то входной вал диагностируемой коробки 3 переда-{ чи и связанный с ним датчик 7 угловой скорости вращения также неподвижны, сигнал с выхода датчика 7 угловой скорости равен нулю,. В результате на выходе схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения будет параллельный двоичньш код, соответствующий нулевой угловой скорости врап.1ения входного рала диагностируемой коробки 3 передачи. Этот код поступает на первый вход (вход теку- значения) схемъ 1-1 сравнения. В результате сравнения кодов на выходе cxei-cbi 11 сравгхбния появляется сигнал с уровнем логической единиды, кото- рьш поступает па управляющие входы блока 15 управления приводным электродвигателем 1 и программного блока 14, Сигналом, поступающим на управляющий вход блока 15 управления приводным электродвигателем 1, замыкаются роторные обмотки приводного электродвигателя 1, и ротор приводного электродвигателя 1 начинает вращаться. При этом угловая скорость вращения ,Q входного вала диагностируемой коробки 3 передачи увеличивается.

На выходе датчика 7 формируется отрицательньш импульс, продолжитель25

30

35

никают -мехгттртческие колебания, форми руемые соударениями зубьев в каждой паре шестерен, участвующих в зацеп.пе нии. Частота соударенга зубьев шесте рен (зубцовая частота) определяется угловой скоростью вращения шестерен и числом зубьев шестерен. Интенсивность соударений зубьев, пропорциональная износу зубьев шестерен, характеризует уровень (амплитуду) коле баний. Эти колебания в диагностируемой коробке 3 передач преобразуются датчиком 6 угловых ускорений в аналоговый электрический сигнал, посту пающий на вход узкополосного фильтра 9, настроенный на опредбитенную частоту. Узкополосиьш фильтр 9 из niiipo кого спектра частот колебаний, посту пающих на его вход, пропускает колебания определенной частоты, на которую он настроен. Уровень (амгшиту- да) сигишта на выходе узкополосного фильтра 9 характеризует интенсивност соударений зубьев, т.е. износ зубьев шестерен диагностируемой коробки 3 передач. Сигнал с выхода узкополосно го фильтра 9 поступает на информационный вход 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9«

При увеличенгп угловой скорости вращения входного вала коробки 3 передач в процессе разгона зубцовые частоты всех пар шестерен, участвующих в зацеплении, увеличиваются, так как увеличиваются угловые скорости вращения всех шестерен коробки 3 передач , В момент совпадения зубцовой частоты шестерен первой ступени коробки 3 передач с частотой настройки узкополосного фильтра 9 текущая угло вая скорость вращения входного вала коробки 3 передач, оцениваемая чиспо в двоичном коде на выходе схемы 8,

50

ность которого обратно пропорциональ- оказьшается равной заданной угловой на угловой скорости вращения диагностируемой коробки 3 передач, С выхода датчика 7 угловой скорости вращения этот импульс поступает на вход схемы 8 обработки сигнала датчика 7 угловой скорости вращения. На выходе схемы 8 за каждьш оборот ротора датчика 7 угловой скорости появляется число в двоичном коде, характеризующее текущую угловую скорость вращения входного вала диагностируемой коробки 3 передач.

При вращении входного вала коробки 3 передач в процессе разгона возскорости вращения, выраженной числом N в двоичном коде на выходе задающего блока 12, при наличии сигнала с уровнем логической единицы на адресном входе задающего блока 12. При ра венстве кодов поступающи: на входы схемы 11 сравнения с выходов схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения и с выходов задающего блока 12, на выходе схемы 11 сравнения появляется сигнал с уровне логического нуля. Это соответствует началу процесса диагностирования пер вой ступени коробки 3 передач.

0

0

,Q

25

30

35

никают -мехгттртческие колебания, формируемые соударениями зубьев в каждой паре шестерен, участвующих в зацеп.пе- нии. Частота соударенга зубьев шестерен (зубцовая частота) определяется угловой скоростью вращения шестерен и числом зубьев шестерен. Интенсивность соударений зубьев, пропорциональная износу зубьев шестерен, характеризует уровень (амплитуду) колебаний. Эти колебания в диагностируемой коробке 3 передач преобразуются датчиком 6 угловых ускорений в аналоговый электрический сигнал, поступающий на вход узкополосного фильтра 9, настроенный на опредбитенную частоту. Узкополосиьш фильтр 9 из niiipo кого спектра частот колебаний, поступающих на его вход, пропускает колебания определенной частоты, на которую он настроен. Уровень (амгшиту- да) сигишта на выходе узкополосного фильтра 9 характеризует интенсивность соударений зубьев, т.е. износ зубьев шестерен диагностируемой коробки 3 передач. Сигнал с выхода узкополосного фильтра 9 поступает на информационный вход 10 обработки сигналов узкополосного фильтра 9«

При увеличенгп угловой скорости вращения входного вала коробки 3 передач в процессе разгона зубцовые частоты всех пар шестерен, участвующих в зацеплении, увеличиваются, так как увеличиваются угловые скорости вращения всех шестерен коробки 3 передач , В момент совпадения зубцовой частоты шестерен первой ступени коробки 3 передач с частотой настройки узкополосного фильтра 9 текущая угловая скорость вращения входного вала коробки 3 передач, оцениваемая чиспом в двоичном коде на выходе схемы 8,

0

оказьшается равной заданной угловой

скорости вращения, выраженной числом- N в двоичном коде на выходе задающего блока 12, при наличии сигнала с уровнем логической единицы на адресном входе задающего блока 12. При равенстве кодов поступающи: на входы схемы 11 сравнения с выходов схемы 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вращения и с выходов задающего блока 12, на выходе схемы 11 сравнения появляется сигнал с уровнем логического нуля. Это соответствует началу процесса диагностирования первой ступени коробки 3 передач.

В процессе диагностирования первой ступени коробки 3 передач осутцествля- ется иътульсное регулирование угловой скорости вращения приводного электродвигателя 1 путем поочередно- |го подключения и отключения роторных рбмоток приводного электродвигателя 1 рт сети для уменьшения отклонений те- |куш,ей угловой скорости вращения входJHoro вала коробки 3 передач от задан- |ной угловой скорости, соответствуницей совпадению зубцовой частоты первой Ступени с частотой настройки узкопо- |лосного фильтра 9«

I При поступлении на второй адресный |вход задающего блока 12 сигнала с - уровнем логической единицы на выходе Задающего блока 12 устанавливается параллельньш двоичный код К, соот- ветствующий угловой скорости вращения входного вала диагностируемой коробки 3 передач, при которой осуществляется диагностирование второй ступени коробки 3 передач. При этом значение этого параллельного двоичного кода N I отличается от значения кода, поступа- Ющего на первый вход схемы 11 сравнения с выхода cxei-ibi 8 обработки сигналов датчика 7 угловой скорости вра

1щениЯо В результате на выходе схемы I11 сравнения появляется сигнал с I уровнем логической единицы, который поступает на управля ащий вход блока 15 управления приводным электродвига телем 1, и обмотки ротора приводного электродвигателя 1 замыкаются. Угловая скорость вращения ротора приводного электродвигателя 1 и связанного с ним входного вала диагностируемой коробки 3 передач начинает возрастать до момента достижения того значения, при котором зубцовая частота второй ступени диагностируемой многоступенчатой коробки 3 передач совпадает с частотой настройки узкополосного фильтра 9,

Далее работа стенда при диагностировании второй ступени коробки 3 передач происходит аналогично работе при диагностировании первой ступени коробки 3 передач.

После окончания диагностированием всех m ступеней коробки 3 передач, сигнал с уровнем логической единицы появляется на (тп+1)м выходе программного блока 14. При этом паследова- тельно отключаются статорные обмотки приводного электродвигателя 1 и тор

д

0 5

0

0

5

5

моз 4, и процесс диагностирования всех m ступеней многоступенчатой коробки 3 передач заканчивается. На всех индикаторах схемы 13 отображения изображены числа, характеризующие износ каждой ступени диагностируемой многоступенчатой механической коробки 3 передач.

Формула изобретения

двигателем соединен с первым управля- ющим выходом программного блока, командный вход блока управления тормозом соединен с вторым управляющим выходом программного блока управления, управляющий вход схемы обработки сигналов узкополосного- фильтра соединен с времязадающим выходом программного

блока и синхронизирующий вход схемы

отображения соединен с синхронизирующим выходом программного блока.

к информационному входу схемы обработки сигналов узкополосного фильтра, интегратора, вход которого соединен с выходом детектора, а выход подклю- чей к выходу схемы обработки cvIгнaлoв узкополосного фильтра, и ключа, подключенного к yпpaвляющe fy входу схемы обработки сигналов узкополосного фильтра и к выходу интегратора,

соответствующим адресным входом схемь

отображения, регистра памяти, С-вход которого соединен с выкодом данного блока И, а информационные входы с выходами аналого-цифрового преобразователя, преобразователя, входы которого соединены с выходами регистра памяти, и индикатора, подключенного к выходам преобразователя.

8

Q

5

5

элемента, управляющ1ш вход которого соединен с вторым входом элемента И и с инверсным выходом первого RS- триггера, генератора стандартных импульсов, выход которого соединен с информационным входом ключевого элемента, первого двоичного счетчика импульсов, суммирующий вход которого соединен с выходом ключевого элемента, первого элемента временной задержки, вход которого соединен с выходом первого двоичного счетчика импульсов,- а выход - с входом первого двоичного счетчика импульсов и с R-входом первого RS-триггера, второго RS-триггера, которого соединен с выходом первого элемента временной задержки, Б-ВХОД с выходом первого двоичного счетчика импульсов, а прямой выход - с синхронизирующим выходом программного блока, дифференциатора, вход которого соединен с кома51дным входом пpoгpa t raoгo блока, формирователя импульсов, вход которого соединен с выходом дифференциатора, третьего RS-триггера, S-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а прямой выход - с первым угфавляющим выходом программного блока, четвертого RS-Tpiirrepa, S-вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а прямой выход - с вторым управляющим выходом программного блока, одновибратора, вход которого соединен с выходом первого элемента временной задержки, а выход - с третьим входом элемента И, второго двоичного счетчика импульсов, R-вход которого соединен с выходом формиро- вателя импульсов, а суммирующий вход - с выходом первого элемента временной задержки, дешифратора, входы которого соединены с выходаш второго двоичного счетчика импульсов, а 1, .., m выходов - с адресными выходами программного блока и второго элемента временной задержки, (ш+О-й выход дешифратора соединен с входом второго элемента временной задержки и с R- 0 входом третьего RS-триггера, а выход второго элемента временной задержки соединен с R-входом четвертого RS- триггера.

0

0

5

ИИ

Фиг. 2